智能投影：亮度的盡頭是對比度

    摘要：根據(jù)洛圖科技線上監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2024年雙十一促銷期間，激光光源（含混光）投影機(jī)，銷量占比為25.2%，較2024年前三季度上漲13.9個(gè)百分點(diǎn)；4K產(chǎn)品銷量份額達(dá)到15.7%，較2024年前三季度的平均水平高出8.8個(gè)百分點(diǎn)。由此可見，消費(fèi)者對中高端投影需求方興未艾。隨著三色激光的普及，當(dāng)前中高端投影的亮度已經(jīng)完全達(dá)到甚至超過了用戶的實(shí)際需求。投影的另一關(guān)鍵指標(biāo)——“對比度”，卻還沒有引起用戶的關(guān)注。“亮度的盡頭是對比度”，下一階段，對比度將成為中高端投影對比的另一重要標(biāo)準(zhǔn)。

    投影如何選？

    近幾年，“一份亮度一分錢、選投影就是選亮度”，成了投影行業(yè)的流行語。說明亮度對投影體驗(yàn)的重要性。但是從實(shí)際的使用需求來看，亮度也不是越高越好，當(dāng)前中端投影的亮度1000流明起步、高端2000流明起步，已經(jīng)強(qiáng)到“已經(jīng)沒得選”，且各主流高端投影間幾乎沒有差別。另外，超過一定的亮度后，為提升亮度值增加的成本為最終用戶體驗(yàn)增值的邊際效應(yīng)幾乎為零，而且太高亮度會容易造成觀看者的視覺疲勞。

    從另一個(gè)方面看，投影行業(yè)有一句俗話：“窮則亮度、達(dá)則對比度”，亮度夠用的情況下，就要看對比度參數(shù)。因?yàn)�，最終消費(fèi)者關(guān)心的是畫質(zhì)的整體表現(xiàn)，如果只有亮度，投影機(jī)與燈泡也就沒有區(qū)別。投影體驗(yàn)的核心是“畫面的細(xì)膩”，而除了分辨率之外，對比度指標(biāo)是投影基礎(chǔ)參數(shù)中，最能代表“視覺觀察到的細(xì)節(jié)”的參數(shù)。

暗場環(huán)境下，對比度不足，容易細(xì)節(jié)丟失，上面的圖片在不同對比度下看到的星空完全不同

    對比度就是細(xì)節(jié)

    “對比度就是細(xì)節(jié)！”這是對對比度概念最簡潔的描述。對比度的細(xì)節(jié)概念包括三個(gè)層次的核心畫質(zhì)效果：

    第一是色彩細(xì)節(jié)。三色激光、全色LED光源等都強(qiáng)調(diào)更高的色域覆蓋、更準(zhǔn)的色準(zhǔn)。如果都是紅色，淺紅和深紅之間如何區(qū)分？這就是灰度、色階的概念，也就是對比度。色域更寬、色準(zhǔn)更準(zhǔn)，都類似于“亮度更高”，是一個(gè)籠統(tǒng)的定義，與對比度強(qiáng)調(diào)明暗之間的顯著差異，定義細(xì)節(jié)能力是“互補(bǔ)作用”。只有充分的細(xì)節(jié)展示力，才能讓色彩有的放矢。

    第二是分辨率細(xì)節(jié)。對比度如何影響分辨率細(xì)節(jié)呢？現(xiàn)在，越來越多消費(fèi)者傾向選擇更高分辨率的投影，2K起步，4K更好。高分辨率就意味著像素點(diǎn)的間距很小。那兩個(gè)像素之間的差異就是通過色彩不同、或者同一色彩的明暗不同來實(shí)現(xiàn)，相鄰像素之間平滑過度的展現(xiàn)能力就是“對比度”。

    第三是整體畫面的觀感。即通常所說的景深問題，是一個(gè)畫面中不同部分有更多的明暗反差時(shí)，每一部分的細(xì)節(jié)展現(xiàn)能力。在新一代內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，這個(gè)效果被強(qiáng)化成一個(gè)專有名詞：HDR（英語：High Dynamic Range Imaging）。同時(shí)，更高的對比度和景深表現(xiàn)，也是高級游戲的光追效果的顯示基礎(chǔ)（光線追蹤能夠精確地模擬光線的反射、折射和陰影等效果，其中反射、折射、陰影會表現(xiàn)出截然不同的明暗場景差異）。

高對比度使畫面看起來更自然，細(xì)節(jié)表現(xiàn)更準(zhǔn)確

    具體到投影機(jī)的選購，“窮則亮度、達(dá)則對比度”——好的投影需要具有真正好的對比度能力，而不僅僅是對比度參數(shù)。因?yàn)�，就和讓消費(fèi)者“頭暈?zāi)垦！绷炼葏��?shù)，對比度參數(shù)也“深有玄機(jī)”。

    對比度的提升：本源是關(guān)鍵

    對比度如此重要，如何提升對比度就成了一門很深的功夫，并由此分成了兩大門派：技巧派和本源派。

    對于技巧派而言，重點(diǎn)關(guān)注的是測試標(biāo)準(zhǔn)：原生對比度、黑白對比度、ANSI對比度，還有水分最高的動態(tài)對比度。同樣一款產(chǎn)品，用不同標(biāo)準(zhǔn)得出的對比度參數(shù)，可以相差幾萬倍。例如，黑白對比度500：1的機(jī)型，動態(tài)對比度可能高達(dá)百萬：1乃至千萬：1。有了動態(tài)對比度這個(gè)概念，顯示設(shè)備對比度上限不斷突破，從05年的1,000,000：1到08年的10,000,000：1到之后的100,000,000：1，最后到了∞:1，這個(gè)時(shí)候標(biāo)準(zhǔn)也就失去了應(yīng)有意義。

    對于投影機(jī)而言，即便是“完全貨真價(jià)實(shí)的對比度”，有時(shí)候也會因?yàn)椴捎玫募记桑�讓�?yīng)用感受完全不同：例如，采用鏡頭動態(tài)光圈、激光器動態(tài)光源技術(shù)，在測試黑色時(shí) “盡可能關(guān)閉所有提升亮度的能力”，在測試白色時(shí)“盡量打開所有提升亮度的能力”，就能得到一個(gè)很高的對比度數(shù)值。但是，在實(shí)際應(yīng)用場景（看電影、電視、視頻等）中，不是只在最暗、最亮畫面之間切換，而是要看：1）連續(xù)順滑的視頻；2）同一畫面大概率既有亮的部分也有暗的部分�！�—即測試對比度數(shù)值的場景，在實(shí)際觀賞內(nèi)容時(shí)，很少或者根本不存在；測試數(shù)據(jù)的方法、標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)論，完全脫離實(shí)際應(yīng)用。

    技巧派不一定就是“坑”，但是，技巧方向想多了，難免就會不知不覺、或深或淺的變成坑。所以，選擇好的對比度“本源”派更為重要：

    本源派提升對比度的技術(shù)，一方面是所有光學(xué)材質(zhì)的選擇要“高”。從光源到鏡頭，每一片涉及光的材料、加工、工藝和結(jié)構(gòu)，在透光、低色散、低串?dāng)_、低衍射等方面要做到更好。這一層面，對于中高端機(jī)型基本是“與價(jià)位相當(dāng)?shù)挠昧贤度搿薄?/P>

    本源派的另一方面則是投影光閥，也就是投影機(jī)真正成像的核心器件（相當(dāng)于數(shù)碼相機(jī)的CMOS）。對此，投影行業(yè)內(nèi)有一個(gè)基本共識：3LCoS>1LCoS >3LCD> DLP>1LCD。具體數(shù)值上，從最高到最低大約有10倍以上的差距。

    其中，LCoS機(jī)型的家用機(jī)目前比較少見，已商用產(chǎn)品的售價(jià)都在5萬元乃至10萬元以上。DLP技術(shù)則萬元以下市場占據(jù)中高端主力地位，LCoS、DLP、LCD產(chǎn)品目前雖然在技術(shù)上有一定程度的提升，但離中高端產(chǎn)品的要求還有較在的差距。

    從原理角度看，LCoS的對比度優(yōu)勢主要來自于三個(gè)方面：

    第一是，反射式技術(shù)，光效與DLP相當(dāng)，達(dá)70%以上。顯著高于3LCD，更是高于很多1LCD不到10%光效。這決定了其亮度和對比度上的競爭優(yōu)勢。

    第二是，相比DLP而言，LCOS表面更為平滑，即減少了散射影響，有利于提升對比度，特別是關(guān)鍵的暗部效果。

    第三是，LCOS在表現(xiàn)暗部和黑色時(shí)，通過液晶開關(guān)直接控制光線出入量；對比而言，DLP則是將多余的光線反射到鏡頭之外——后者難免造成光機(jī)內(nèi)部的“光污染源”、形成散射或者衍射雜光，造成對比度暗部性能下降。此外，色輪作為很多DLP機(jī)型的標(biāo)配部件，應(yīng)該視為其成像方案的核心部分，但是其對對比度、特別是暗部對比度也會帶來污染。

DLP原理圖和LCoS原理圖

    特別強(qiáng)調(diào)的是，暗部對比度是及其重要的部分。因?yàn)�，有�?shù)據(jù)顯示電影內(nèi)容中，90%的電影畫面平均亮度低于最高部分亮度的20%。即暗部其實(shí)占據(jù)了電影、電視、視頻內(nèi)容的“絕大部分，是內(nèi)容真正的主體”�？梢�，暗部對比度表現(xiàn)如何，是對比度真正的精髓。

    亮度有盡頭，對比度沒有盡頭

    對比度的體驗(yàn)與應(yīng)用場景密切相關(guān)、也與人眼感知密切相關(guān)。環(huán)境光往往干擾對比度、降低對比度，而人眼感光范圍在0.01-100000lx，可感知的對比度理論上在1,000,000:1。目前，一些投影機(jī)等顯示產(chǎn)品，對比度在1000:1左右，雖然不同的技術(shù)陣營也努力提升對比度，但離人眼的可感知范圍還有很大差距。

Pjtime評測室實(shí)拍圖

    總之，一臺好的投影大屏設(shè)備，應(yīng)當(dāng)是“細(xì)節(jié)展示能力強(qiáng)、場景景深通透感一流”的產(chǎn)品，也就是“擁有更高對比度的產(chǎn)品”。

    “亮度的盡頭是對比度”，隨著三色激光的普及，當(dāng)前主流中高端投影機(jī)的亮度已經(jīng)完全滿足甚至超過了用戶實(shí)際的需求，走到了“盡頭”。而“對比度”這一投影的關(guān)鍵性指標(biāo)還沒有引起消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。究其原因，一是由于技術(shù)的限制，真正具有高對比度（2000：1以上）的智能投影在市場上處于缺失的狀態(tài)；二是當(dāng)前對比度的標(biāo)準(zhǔn)混亂，消費(fèi)者缺乏可信賴選擇依據(jù)。

    LCoS技術(shù)作為當(dāng)前主流智能投影光閥方案之一，3LCoS方案在滿足亮度需求的情況下，最高可以達(dá)到10000：1的對比度，及4K@120Hz/8K@60Hz的分辨率，能有效適配中高端投影的需求，未來在智能投影領(lǐng)域的應(yīng)用，將為用戶體驗(yàn)提升帶來更大想像空間。